机电类特种设备钢丝绳检测中无损检测技术的应用

戚云岗

[摘    要]主要围绕机电类特种设备钢丝绳检测无损检测技术、特种设备钢丝绳安全现状、无损检测技术的运用、发展创新四个方面进行探究。在我国机电类特种设备中容易发生的事故之一就是钢丝绳断裂，设备和人员的生命安全和钢丝绳的使用状况有着紧密的联系，主要从机电类特种设备钢丝绳安全使用状况出发，结合钢丝绳安全检验，从而实现机电类特种设备高效安全运作。

[关键词]机电类;特种设备;钢丝绳检测;无损检测技术

[中图分类号]TG115.28 [文献标志码]A [文章编号]2095–6487（2022）02–0–03

Application of Non-destructive Testing Technology in Wire Rope Testing

of Electromechanical Special Equipment

Qi Yun-gang

[Abstract]The article mainly explores four aspects： non-destructive testing technology for wire rope detection of electromechanical special equipment， safety status of wire rope for special equipment， application， development and innovation of non-destructive testing technology for reference. One of the accidents that are prone to occur in my country's electromechanical special equipment is wire rope breakage. The life safety of equipment and personnel is closely related to the use of wire ropes. This article mainly starts from the safe use of wire ropes for electromechanical special equipment， combined with wire rope safety inspections， so as to achieve efficient and safe operation of electromechanical special equipment.

[Keywords]electromechanical; special equipment; wire rope testing; nondestructive testing technology

鋼丝绳在电梯中的重要性是不言而喻的。因此，现阶段在机电类特种设备钢丝绳检测中，无损检测技术的应用进行探究具有至关重要的现实意义。钢丝绳是特种设备的主要承载器件，安全性能和人员的生命安全，有着紧密的联系。现阶段电子行业快速发展，特种设备无损检测技术也应运而生，以提高特种机械设备的检测质量。

1 机电类特种设备钢丝绳检测中无损检测技术

现阶段在进行机电类特种设备钢丝绳检测无损检测技术应用分析时发现，该技术主要是指在不损坏或不影响被检测对象使用性能的前提下，利用材料内部结构异常或缺陷引起的热光电磁等反应。结合现代化的信息技术，对器件内部的结构、性质、缺陷、位置分布等进行检测。机电类特种设备、钢丝绳无损检测技术在一定程度上和该区域发展水平有着紧密的联系，常见的有射线检测、磁粉检测、超声检测等。该技术在应用过程中，能有效地对特种设备的使用状况进行把控，方便人员进行操作。

在机电类特种设备中，对钢丝绳的安全性要求较高，钢丝绳也容易出现问题。为了保障钢丝绳在使用过程中安全可靠，要进行钢丝绳受力状态分析。钢丝绳的有限元分析是疲劳寿命仿真分析的基础，主要是为了获取钢丝绳在轴向拉伸以及绕滑轮弯曲状态下的应力分布。

2 机电类特种设备钢丝绳安全现状

在机电类特种设备钢丝绳无损检测技术应用过程中：①要遵循破坏性检测与需求相结合的模式，无损检测技术主要是在不影响材料以及结构的条件下进行检测的，也并不意味着它能完全地代替破坏性检测，无损检测技术需要和破坏性检测进行融合。②要把握机电类特种设备无损检测的时机，结合自身的运作状态、制造工艺等进行分析，选择合适的时机和方法。在机电类特种设备中，钢丝绳主要是为了提高设备的承载力，从投入运行就会产生各种各样的缺陷，常见的有断丝疲劳、锈蚀形变等。钢丝绳结构较为复杂，运行环境多样。在进行钢丝绳缺陷检测过程中，要分析钢丝绳在使用时的隐患、浪费、低效。电梯钢丝绳部分断裂会给人员造成严重的威胁，金属疲劳是钢丝绳常见的一种问题，钢丝绳内部外部断丝主要是由于受到弯曲、拉伸等力学作用，钢丝绳的性能和金属疲劳有着紧密的联系。金属疲劳在积累过程中很难检测，积累到一定程度会迅速地发生形变，形成密集的断丝，还未来得及处理，就会产生断绳。钢丝绳疲劳损伤基本是无法避免的。钢丝绳疲劳损伤的潜伏性较强，危险征兆相当隐蔽，爆发的速度却极快（表1）。

也就是说，钢丝绳安全隐患具有较高的潜伏性、内部性和复杂性，需要采取有效的方式进行预防。据不完全统计，机电类特种设备、钢丝绳安全现状不容乐观。在8类特种设备中，电梯排名第2。尤其是在我国充斥着大量来自于20世纪90年代以及21世纪初的电梯钢丝绳成为普遍面临的问题，甚至它会严重威胁乘客的安全。日本五大电梯公司仅一年的时间，就发生了42起电梯钢丝绳的断裂事故。在国内报道中也发现，电梯钢丝绳断裂事件时有发生。对于现有的客运索道来说，在我国属于一种新兴行业。为我国山地客运、江河摆渡、旅游景区等起到重要的作用，钢丝绳断裂对索道安全构成严重威胁。由于在以上环境中，钢丝绳自然腐蚀现象日益严重，客运索道已经集体步入故障易发期和多发期。

3 机电类特种设备钢丝绳检测中无损检测技术的运用

3.1 原材料检测

在现有的机电类特种设备钢丝绳无损检测过程中，可以将其应用在原材料检测。为了保障设备运行安全，需要对原材料进行无损检测。对于金属部分，需要进行超声检测，使用超声波检测法判断材料的危害性缺陷，尤其是在管材方面更应该进行无损检测。其中，无缝钢管使用超声波液浸法以及接触法结合金属管材，利用涡流的方式进行检测，如果钢螺栓构件直径超过5 cm，可以使用超声纵波进行气孔、夹杂等缺陷检测。

3.2 生产过程检测

在机电类特种设备、钢丝绳无损检测技术应用过程中，需要建立完善的专项检查制度。各部门需要将每日专项检查做好，检查保养记录工作。在检查和工作中如果发现钢丝绳出现异常情况，应该及时停机检查，避免违规操作。如果发现整根绳股断裂，钢丝绳应该报废。一般情况下，钢絲绳容易发生疲劳断裂，要根据实际工况关注它的直径、强度，通过合理选型来控制或延迟疲劳发生时间。在使用时，需要做好钢丝绳的维护保养工作，定期检查钢丝绳的磨损情况，出现断丝磨损的，应该及时的更换或报废，相关人员需要填写钢丝绳专项检查记录表。在特种设备生产过程中使用无损检测，能严格地控制设备加工成型以及焊接质量问题，在此过程中，可以使用射线检测、表面检测等多种方式。根据无损检测结果，分析制造过程中不同零件的性质，选择正确合理的检测方式。

3.3 使用过程中的检测

机电类特种设备钢丝绳无损检测，也可以在使用过程中进行定期检测。由于设备不同，检验周期也有所不同，要重点分析介质荷载、温度、环境等诸多因素，避免钢丝绳在使用过程中出现开裂、磨损、材料老化等各种问题。除了上述需要对特种机电设备进行宏观检测，还需要结合渗透检测、超声检测、射线检测等多种方式，利用涡流红外、磁记忆等多种新型的无损检测方法，按照不同的性质确定无损检测技术的应用范围。现阶段在特种设备钢丝绳检测过程中，要及时地发现缺陷，有针对性地进行维修和保养，保障设备处于良好的运作状态。无损检测技术的应用，能在多个角度发现设备存在的问题，及时的排除设备存在的安全隐患，保障设备平稳运作，达到预期的生产。特种设备在进行无损检测时，要考虑到设备的运行环境、现场生产状况，选择最优的无损检测方式。考虑到检测方法的时效性，具体问题具体分析，针对个别情况，可以对检测结果进行反复检验，使用两种以上的无损检测方式，提高检测结果的精准性。无损检测技术的应用，对特种设备检验起到积极的推动作用，一旦发现问题，要及时地采取补救措施，保障设备安全生产。

4 机电类特种设备钢丝绳检测中无损检测技术的发展与创新

从机电类特种设备诞生以来，在进行钢丝绳无损检测过程中，各工作人员都在寻找不同的方法，努力延长钢丝绳的使用寿命，在钢丝绳断裂之前进行更换。为了提高钢丝绳的安全使用，工作人员迫切需要一种能够对钢丝绳各种损伤实施定量、定性、无损检测的技术设备TCK弱磁检测技术。它能够根据空间磁场态势的运动变化规律，进行铁磁性物质无损探伤。一直以来，机电类特种设备钢丝绳需要面对高强度的力学工作，投入的时间较长，金属疲劳基本上是无法避免的，金属疲劳具有一定的潜伏性和暴发性。通过科学有效的检测方式延长钢丝绳的寿命，都是国内外研究者的工作重心。从历来的研究发现多为内部和外部检验两种方式，外部检验主要是为了分析钢丝绳的表面现象，判断钢丝绳是否出现腐蚀、变形、外部结构缺陷等，磨损程度也可以借助游标卡尺测定。

弱磁探伤仪在使用过程中具有较高的稳定性能，摆脱了检测速度对输出信号的影响。该技术在使用过程中容易受到环境温度以及结构应力的影响。可以通过自身的传感器检测钢丝绳是否出现翘丝、松动、变形等，也可以借助现有的仪器设备判断钢丝绳的使用状况。在内部检验过程中，根据检验以及报废经验，分析钢丝绳内部是否出现金属疲劳或腐蚀，金属疲劳多是由检验经验进行判断，在内部检查过程中，多使用夹钳处理的方式，将两个夹钳固定于钢丝绳之上，保持10～20cm的距离，朝着钢丝绳捻向相反的方向进行操作。常规检验技术对人员的要求较高，内部检验钢丝绳问题具有较高的隐蔽性，容易出现操作失误。而在内部检测过程中，使用无损检测技术，能够结合物理性质进行缺陷或组成结构差异的分析，在不破坏检测物体性能以及形态的基础上，通过直观的测量方式获得检验物体的变化情况，从而分析被检物的性质、重量、状态等。结合电涡流检测法、电磁检测法、电磁检测探头等对钢丝绳缺陷进行定性以及半定量的检测。在我国机电内特种设备钢丝绳无损检测过程中，要参照发改委颁布的钢丝绳在线无损定量检测方法和判断规则。结合空间磁场的变化规律进行弱磁检测，该技术能有效地估算出钢丝绳的剩余承载力以及使用寿命，此技术是国际公认的钢丝绳安全承载力检验的依据之一，能够对磨损金属疲劳断丝进行精准评估。弱磁检测技术是无损检测领域的重大突破，为钢丝绳无损检测奠定了强有力的基础。弱磁检测技术在校验过程中，针对性地研发出了机电特种设备钢丝绳的在线自动检测，能够进行钢丝绳在线检测集中控制。尤其是在线自动检测系统，能够降低事故的发生概率，保障人们的生命财产安全。

5 结语

机电类特种设备、钢丝绳无损检测技术，能够保障钢丝绳运行安全。在使用过程中，要加大技术管理，实现技术创新。一直以来，安全检测是独立的管理课题，尤其是将控制安全检验行为作为日常管理目标，强调检验人员的安全职责，将检验作为保障安全的主要手段。在新时期背景下，相关工作人员要突破陈旧观念，改变传统仅凭经验应对隐患的低效率手段，结合先进的科学技术，加大安全事故的防范。安全，它是常识，更是一种科学。机电类特种设备不管是在生产、使用等，都离不开完善的技术规范，操作准则以及检验技术，必须要以技术作为支撑，结合科学有效的管理方法，采用先进的技术手段，这是保障机电类设备安全检查工作的重中之重。为了科学管理，依法监督，彻底消除安全隐患，机电类特种设备，在进行无损检测过程中要依靠先进的技术手段，同时也离不开扎实高效的政府监管。安全事故重于泰山，在进行机电类特种设备钢丝绳无损检测过程中要参照国家颁布的《关于进一步加强特种机电设备安全监察工作意见》明确特种设备安全工作重点，建立完善的特种设备安全评价体系，以设备以及技术作为突破口，大力推动对重要部位钢丝绳运行动态的连续控制和管理，提升钢丝绳的安全使用性能。实际上，免停机的全过程监测是技术与管理发展的新趋势。现阶段，在经济的推动之下，我国机电类特种设备无损检测技术层出不穷，特种设备也逐步增多，分布较为广泛，导致无损检测技术可能会出现良莠不齐的现象。在进行监测过程中发现，专业检查机构人员不足，工作量巨大，技术设备水平各异，安全事故频发。无损检测技术并没有全方位地覆盖到各个区域、各台设备。因此，在进行无损检测技术应用过程中，要把握钢丝绳的动态持续，可以建立针对电梯钢丝绳到社区集中监测系统。对钢丝绳进行集中监测，提高生产效率，彻底的消除安全隐患，节约用绳成本。全面提高我国特种设备安全技术监管水平，着力的保障改善民生，推动社会持续发展，更好地造福区域人民，实现节能降耗、保障人民安居乐业。

参考文献

[1] 杨辉.机电类特种设备钢丝绳安全检验技术的发展与创新[J].科技创新导报，2010（13）：234，236.

[2] 王能伟.机电类特种设备钢丝绳安全检验技术的发展与创新[J].科学与财富，2017（19）：71.